本书跟踪现代电子技术发展最新成果，以国内外流行的电子设计自动化（EDA）软件Proteus、现场可编程门阵列（FPGA）、硬件描述语言（HDL）等新技术为主线，分别以单片机、FPGA器件为项目实现手段，旨在培养学生利用EDA工具开展单片机、FPGA的电子设计与创新实践的能力，提升学生独立分析问题、解决问题的能力，同时塑造学生严谨认真的科学作风和职业素养。 本书系统介绍了智能电子技术、单片机、嵌入式系统、人工智能算法硬件加速等现代电子技术的发展与应用现状，介绍了电子系统设计原则、系统抗干扰技术、VHDL及其应用、C51单片机的开发与应用等；并结合典型实例介绍了电子系统设计的方法与步骤。此外，本书还介绍了主流EDA工具Proteus软件在电子设计与仿真中的应用，特别展示了校企合作开发的基于Arduino-STM32的可视化设计与仿真实例；最后，精选了历年全国大学生电子设计竞赛赛题，作为电子设计与创新实践课题。 本书适合作为电类、信息类专业教材，也可供电路设计工程师参考。

袁小平，中国矿业大学信控学院教授，博导，人工智能系主任，首届国家级一流本科（线下）课程负责人，首届江苏省一流本科（线上）课程负责人，江苏省在线课程负责人，校级电子技术课程群优秀教学团队负责人，校级“数字逻辑与数字系统设计”课程思政负责人，校级一流课程“电子技术综合设计”课程负责人，校级“动力中国 课程思政”示范团队电子技术课程负责人，中国矿业大学大学生电子设计与创新实践基地创始人、负责人。中国研究生电子设计竞赛评审专家，全国大学生电子设计竞赛江苏赛区评审专家，苏鲁皖高等学校电子技术研究会副理事长，徐州市电子学会理事长，曾任中国矿业大学国家级电工电子教学实验示范中心副主任、主任，先后获得中国矿业大学师德模范、教学贡献奖、教书育人先进个人、最受学生欢迎的老师，以及首届大学生创新创业优秀指导教师等荣誉。

第1章概述
1.1现代电子技术应用及发展
1.1.1现代电子技术的应用
1.1.2现代电子技术的发展
1.2信息时代数字电子技术应用现状及发展
1.2.1数字电子技术概述
1.2.2信息时代数字电子技术的应用
1.2.3信息时代数字电子技术的发展
1.3单片机技术的应用及发展
1.3.1单片机的分类和特点
1.3.2单片机技术的应用
1.3.3单片机技术的发展
1.4FPGA技术及其发展趋势探讨
1.4.1FPGA技术概述
1.4.2FPGA技术的发展
1.5嵌入式系统的发展
1.5.1嵌入式系统硬件的发展
1.5.2嵌入式系统软件的发展
1.5.3嵌入式系统系统层面的发展
1.5.4嵌入式系统的应用
1.5.5嵌入式系统安全性的发展
1.6人工智能算法硬件加速技术的原理、优势及应用
练习与思考题
第2章通用型电子系统设计原则
2.1概述
2.2电子系统设计的方案论证
2.3电子系统设计的总线选择
2.4电子系统总体设计原则
2.5基于模拟器件的电子系统设计流程
2.6基于数字器件的数字系统设计流程
2.7通用型电子系统的安装和调试
2.8基于微处理器的智能型电子系统设计与调试方法
2.9编写设计报告（论文）
2.10电子系统的电源设计
2.11电子系统的软件设计流程
2.12智能型电子系统的可靠性
2.13影响智能型电子系统可靠性的因素
练习与思考题
第3章典型设计举例
3.1四旋翼自主飞行器探测跟踪系统
3.1.1设计任务书
3.1.2设计方案工作原理
3.1.3系统结构工作原理
3.1.4功能指标实现方法
3.1.5核心部件电路设计
3.1.6系统软件分析与设计
3.1.7作品成效总结分析
3.2低频数字式相位测量仪设计
3.2.1设计任务书
3.2.2方案论证与比较
3.2.3总体设计
3.2.4测试数据及测试结果分析
3.3运动目标控制与自动追踪系统
3.3.1设计任务与要求
3.3.2任务分析
3.3.3方案论证与比较
3.3.4系统结构设计
3.3.5系统理论分析与计算
3.3.6系统原理框图
3.3.7系统各模块设计
3.3.8单片机软件设计
3.3.9测试数据及结果分析
练习与思考题
第4章电子综合设计抗干扰技术
4.1单片机系统可靠性技术
4.1.1单片机自身的抗干扰措施
4.1.2单片机系统中常用的干扰抑制元件
4.1.3提高单片机系统抗干扰能力的
主要手段
4.1.4印制电路板的布线与工艺
4.2如何提高电子产品的抗干扰能力
和电磁兼容性
4.3软件抗干扰技术
4.3.1CPU抗干扰技术
4.3.2输入/输出的抗干扰技术
4.4印制电路板设计的原则和抗干扰措施
4.4.1PCB设计的一般原则
4.4.2PCB及电路抗干扰措施
4.5单片机控制板的设计原则
练习与思考题
第5章VHDL
5.1概述
5.1.1VHDL简介
5.1.2VHDL的主要特点
5.2VHDL基础
5.2.1概述
5.2.2VHDL的基本结构及其语法规则
5.2.3VHDL构造体的子结构与描述方法
5.2.4库
5.3VHDL的数据类型及运算操作符
5.3.1VHDL的数据对象及其分类
5.3.2VHDL的数据类型
5.3.3VHDL的运算操作符
5.4VHDL顺序语句
5.4.1赋值语句
5.4.2流程控制语句
5.5VHDL的并行语句描述
5.5.1条件信号代入语句
5.5.2选择信号代入语句
5.5.3组件例化语句
5.5.4并行赋值语句
练习与思考题
第6章C51单片机的开发与应用
6.1概述
6.2C51单片机的结构与连接
6.2.1C51单片机内部结构组成
6.2.2硬件连接
6.3C51的开发环境
6.3.1C51集成开发环境
6.3.2KeilC51
6.4单片机的C语言编程
6.4.1C51函数
6.4.2单片机接口的C语言编程
6.4.3单片机C语言开发实例
练习与思考题
第7章电子系统设计中的常用接口技术
7.1单片机系统中的红外通信接口
7.1.1红外通信的基本原理
7.1.2硬件电路设计
7.1.3软件设计
7.2RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题
7.2.1引言
7.2.2RS-485接口标准
7.2.3节点数及半双工和全双工通信
7.2.4应用中的常见问题
7.3PC和多单片机通信的一种方法
7.3.1概述
7.3.2硬件设计
7.3.3软件设计
7.4PC与单片机MCS-51的通信
7.4.1概述
7.4.2PC的串行通信硬件环境
7.4.3使用查询方法的串行通信程序设计
7.4.4使用中断的串行通信程序设计
7.4.5MCS-51串行通信
练习与思考题
第8章基于Proteus的电子设计与仿真
8.1概述
8.2电路设计流程
8.2.1电路描述
8.2.2原理图绘制入门
8.2.3准备绘制PCB
8.2.4设计检查
8.3VSM虚拟系统模型应用
8.3.1概述
8.3.2建立工程
8.3.3编译器配置
8.3.4运行仿真
8.3.5注意事项
8.4写固件程序
8.5调试弹出窗口
8.6基本调试
8.7监视窗口
8.8硬件断点
8.9交互式测量
8.10基于图表的测量
练习与思考题
第9章基于Arduino-STM32的可视化
设计与仿真
9.1概述
9.2新建工程
9.3设计工程
9.4综合设计案例
练习与思考题
第10章电子设计与创新实践课题
10.1同轴电缆长度与终端负载检测装置
10.2电感电容测量装置
10.3信号调制方式识别与参数估计装置
10.4运动目标控制与自动追踪系统
10.5基于声传播的智能定位系统
10.6空地协同智能消防系统
10.7信号分离装置
10.8三子棋游戏装置（E题）
10.9自动行驶小车
10.10AC-AC变换电路并联运行
电路设计
练习与思考题
参考文献